力学的エネルギーとは、運動エネルギーと位置エネルギーを合わせたものだと思うのですが、この問題の⑶では、位置エネルギーがないのは何故ですか？

58 平面上の衝突 ② 同じ質量mの2つの小球による平面内での弾性衝 突を考えよう。 図のように, 小球1が静止した小球2エケ[\] に速さ 2は角の向きにはね飛ばされた。 衝突後の小球1の〇 1 速さを v1, 小球2の速さをvとする。 文中の空欄に あてはまる適切な式を求めよ。 衝突前後で運動量は保存されるので,次式が成り立 つ。 小球1は角0の向きに進み, 小球 で衝突し, 01 (4) 59 運動量保存の法則とカー・ Vo V2 (5) SAMA $8 JO 2 4 mv=| (1) |, mvisin0= (2) また,弾性衝突では力学的エネルギーは保存されるので,次式が成り立つ。 1 mv.² = (3) た 2 V2 1 h 以上より, sin'y+cosp=1 を用いてを消去すると,C1,D2はvo, 0 を用いて次式 で表される。 223 1828 <甲南大〉

解説の解き方は分かりますが、運動方程式から加速度を出してそこから求めてはいけない理由が分かりません。

「56 一直線上の衝突 ③ 次の文中の空欄に適する数式を求めよ。 図のように, なめらかな水平面上に 一端が固定されたばね定数kの軽いば ねが置かれている。 そのばねの他端に 質量mの小物体Aをそえ, 静かにばねを自然長から」だけ縮めた。 この状態で静かに 手をはなすと, ばねが自然長に戻ったところで, 小物体Aはばねから離れて水平面上を 滑り出した。 ばねを離れる瞬間の小物体の速さでは (1) と表される。 その後, 小物体Aは水平面上に静止している質量Mの小物体Bに一直線上で正面衝 した。 小物体Bの衝突直後の速さは (2) となる。 ただし, 小物体AとBの間のは ね返り係数をeとし、空気抵抗は無視できるものとする。 小物体 B 水平面 MO 小物体A al m d 0000000000000

⑶解説の｢外力の仕事＝位置エネルギーの変化｣となるのは分かりますが、仕事の式｢W＝Fxcosθ｣で求めることはできないのですか？ ⑸斜面に対して水平な成分についての運動方程式を立てて、そこからACの距離を求めたのですが、どこが間違っているのか分かりません。

- 22 基 水平面上に置かれたばね 定数k [N/m〕 の軽いばねに 質量 m[kg] の小球Pを押し当 て, ばねを自然長からα〔m〕 だけ縮ませ、静かにPを放した。 水平面は図の点Aより左側は滑らか 自然長 E000000000e a A 「30° B であるが, 右側はあらく, Pとの間の動摩擦係数はμ である。 重力加 速度をg 〔m/s²] とする。 (1) ばねから離れたPが点Aに達するときの速さを求めよ。 (2) ばねの縮みが1/2a〔m] であったときのPの速さを求めよ。 (3) はじめにばねを自然長からa 〔m〕 だけ縮ませるのに必要であった 外力の仕事 W を求めよ。 (4) 点Aを通り過ぎたPはやがて点Bで静止した。 距離 AB を ” を用 いて求めよ。 (5) あらい面が水平から30° 傾いた斜面(図の点線) であった場合に,P が達する最高点をCとし, 距離 AC を vを用いて求めよ。 斜面と水 平面はなだらかにつながるものとする。 (大阪工大 + センター試験 )

xy面上の原点Ｏと点A(－a,0)(a＞0)に、それぞれ＋Qと－4Q(Q＞0)の点電荷を固定する。 クーロンの法則の比例定数k 電位の基準点は無限遠 重力の影響は考えなくていい 点2つの点電荷から＋x方向に十分離れたx軸上の点Rに、+Q、質量mの点電荷Qを静かに置い... 続きを読む

(5) (4)より, Qの電荷は+αである。 (2)より Qを 置いた点は十分離れた位置だから電位は0と考え てよく, 速さは0である。 Qが点(x, 0) にあるとき, 電荷の位置エネルギ ーはgVsであり,運動エネルギーは 1/21mである。 mv² よって、エネルギー保存則「1/2mv²qV=一定」を考えて q(a−3x) 0+0= 1/2mv²+q • ko x(a+x) Qが最も近づいたときにはv=0 となるから, そのときのxは a-3x=0 よってx=1/1/24 a V m v=0 +q

(2)と(3)を教えてほしいです🙇‍♂️

23 ★ 図のように、床からの高さんの机の上から, 質量mの小球を水平方向に初速度 voで投げ出 す。この時刻を = 0 として, 時刻 における小球の運動エネルギーと床の位置を基準とした重 力による位置エネルギーをそれぞれK, Uとする。 また, 図のようにx,y軸をとるものとする。 重力加速度の大きさをgとして以下の問いに答えよ。 (1) 時刻 における小球の速度のx,y成分 vx, vy および小球の床からの高さ」を求めよ。 (2) KおよびUをm,vo,g,rを用いて表し,任意の時刻でKとU AY の和は保存されている (一定である)ことを示せ。 (3)とくに小球が床に落下したときのKを求めよ。 机 h Vo

失われた力学的エネルギーは 運動エネルギーの減少分と同値である。 これは覚えておくべき知識ですか？

画像2の(Ⅲ)の問題の速さの求め方と、(Ⅳ)の問題の(Ⅲ)の過程で求まる運動エネルギーの変化の導出方法がわからないので教えていただきたいです。 また、(3)を画像3の様にして解いたのですが、それができない理由が知りたいです 解答がなく答えしか手持ちがないのですが、 (Ⅲ)の... 続きを読む

L L Vx C ピストン XC

(4)って、力学的エネルギー保存の法則を使って2枚目の画像のような式は立てられないのですか？ (v0ブイゼロをvoブイオー、FLをflとしています)

動エネルギーの変化と仕事の関係 図 1 〔I〕 図1のように,鉛直方向に落下している質量mの小球が 地面からの高さんの点を速さで通過した後,地面からの 高さんの点を速さで通過した。 重力加速度の大きさをg とする。 V₁ (1) この間に, 小球にはたらく重力がした仕事はいくらか。 (2) v2をv1,m, hi, h2, g のうち必要な文字を用いて表せ。 〔Ⅱ〕 図2のように, 速さvで水平面上を等速直線運動 していた質量mの小物体が, 粗い領域上で一定の大 図 2 さFの動摩擦力を受けて減速し,距離Lだけ進ん だときの速さは”であった。 (3) Lだけ進む間に, 小物体にはたらく動摩擦力がした仕事はいくらか。 (4) を vo, m, F, L のうち必要な文字を用いて表せ。 考え方 解説 〔I〕(1) (2) 12 物体にはたらく力がした仕事の総和だけ,物体の運動エネルギーが変化する。 正 の仕事をされれば運動エネルギーは増加し,負の仕事をされれば減少する。 W = Fx より,重力がした仕事= mg(hi-h2) 2 -mv². -mvo² = WŁY, 2 11/mer²² - 1/m² 2 mv2 2 2 2 -mv₁" = mg(hi-h2) よって, v2=√v12+2g(hi-h2) N 〔II〕 (3) W=Fxcos0より,動摩擦力がした仕事=-FL (4) 物体には重力と垂直抗力もはたらいているが, それらの向きは運動方向と垂直なので, した仕 事は0である。 1/2mv ² - 1/2mv² = W x D). Wより, 1 -mv2 1/13m002 2 -mvo²=-FL+0 + 0 よって, v= 2002 V2 2FL m 動摩擦力 Vo V 垂直抗力 重力

この式の導き方はわかったんですけど、イメージがつかなくて… 何か具体的な例とかあったら教えてほしいです🙇‍♂️

運動エネルギーと仕事の関係 1/2 mv² - 1/2mv² = W (77) m[kg] 質量 (mass) [m/s] 変化後の速さ vo [m/s] 変化前の速さ W[J] 物体がされた仕事 (work)

下から2行目の右辺の 0ふたつがそれぞれ何を表してるのか教えてほしいです🙇‍♂️

基本例題 31 運動エネルギーの変化と仕事の関係 V₁ 〔I〕 図1のように,鉛直方向に落下している質量mの小球が図1 地面からの高さんの点を速さで通過した後、地面からの 高さんの点を速さv2 で通過した。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) この間に, 小球にはたらく重力がした仕事はいくらか。 (2) v2 を v1, m, hi, h2, g のうち必要な文字を用いて表せ。 図 2 〔II〕 図2のように, 速さひ で水平面上を等速直線運動 していた質量mの小物体が, 粗い領域上で一定の大 きさFの動摩擦力を受けて減速し 距離Lだけ進ん だときの速さは”であった。 (3) Lだけ進む間に,小物体にはたらく動摩擦力がした仕事はいくらか。 (4) v vo, m, F, L のうち必要な文字を用いて表せ。 V 解説 〔I〕 (1) W=Fxより,重力がした仕事= mg(hi-h²) (2) 1/12m²-12/2mv²w より. 物体にはたらく力がした仕事の総和だけ,物体の運動エネルギーが変化する。 正 の仕事をされれば運動エネルギーは増加し、負の仕事をされれば減少する。 2 2 11/2mv ² ² - 1/2mv ² -mv₂² 2 mv ² - 12/11 1 2 "mvo = よって, v2=√ = √v₁²+2g(h₁-h₂) 〔II〕 (3) W = Fxcos0より, 動摩擦力がした仕事=-FL (4) 物体には重力と垂直抗力もはたらいているが, それらの向きは運動方向と垂直なので, した仕 事は0である。 -mv². 1/11 2 = よって, v= mg (h₁ - h₂) 2 Wより, mvo"=-FL+0 + 0 2 Vo 2FL m V2 動摩擦力 FC -Vo 地面 垂直抗力 重